山茶籽油、菜籽油除了吃還能做什么?在重慶大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)團(tuán)隊(duì)的研發(fā)下，這些植物油成為了供變壓器使用的絕緣油。

為了能將實(shí)驗(yàn)室研究轉(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品，重慶大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(zhǎng)李劍教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)解決了批量化過程中的工藝、裝備等問題，自主設(shè)計(jì)、建造了國(guó)內(nèi)首套年產(chǎn)300噸的植物絕緣油生產(chǎn)線，并與河南省電力公司電力科學(xué)研究院合作，成功開發(fā)了我國(guó)首套具有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)1500噸植物絕緣油生產(chǎn)成套設(shè)備。

除了成功實(shí)現(xiàn)了我國(guó)植物絕緣油自主研發(fā)及設(shè)備生產(chǎn)，就在近日，2017年度重慶市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)成果出爐，由該團(tuán)隊(duì)牽頭完成的“高穩(wěn)定性植物絕緣油關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得重慶市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

植物絕緣油是公認(rèn)的礦物絕緣油替代品

變壓器是電網(wǎng)中的主要電力設(shè)備，而維持傳統(tǒng)電力變壓器長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵在于其中的絕緣油。

傳統(tǒng)的絕緣油主要是礦物絕緣油，其燃點(diǎn)在160℃左右，變壓器內(nèi)溫度一旦過高，就容易引發(fā)爆炸;而植物絕緣油燃點(diǎn)高達(dá)300℃，并有可再生、自然降解等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是礦物絕緣油的良好替代品，上世紀(jì)90年代末受到歐美電力設(shè)備制造企業(yè)的重視。

“當(dāng)時(shí)我們國(guó)家在這方面的研究完全處于空白，是孫才新院士最早注意到高穩(wěn)定性植物絕緣油的國(guó)際研究動(dòng)向，并鼓勵(lì)我們?nèi)ャ@研。”李劍說(shuō)，那時(shí)候國(guó)內(nèi)沒有參考資料，國(guó)外只有少數(shù)專利和論文。在國(guó)家自然基金委、重慶市科委等單位的支持下，團(tuán)隊(duì)邊看邊摸索，對(duì)植物油氧化安定性低、油紙絕緣性能衰退機(jī)制不清楚等問題開展研究。

經(jīng)過17年持續(xù)攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了高穩(wěn)定性植物絕緣油及其性能調(diào)控技術(shù)和制備工藝方法，解決了難以兼顧高穩(wěn)定性和高絕緣性的難題。

李劍介紹，團(tuán)隊(duì)反復(fù)試驗(yàn)，獲得了多種酚類抗氧化劑的抗氧化復(fù)配技術(shù)，選取了單不飽和度高的山茶籽和菜籽植物油作為原油，最終獲得了高穩(wěn)定性的山茶籽和菜籽植物絕緣油，關(guān)鍵性能指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外同類產(chǎn)品。他們的研發(fā)也填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

配套技術(shù)讓植物絕緣油變壓器更可靠

“年產(chǎn)300噸植物絕緣油生產(chǎn)線與年產(chǎn)1500噸植物絕緣油生產(chǎn)成套設(shè)備代表我們真正掌握了植物絕緣油量產(chǎn)的多次堿煉和深度吸附技術(shù)，解決了量產(chǎn)油品脫酸和降介損難的問題，實(shí)現(xiàn)了科研成果到工業(yè)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。”李劍說(shuō)，針對(duì)現(xiàn)有變壓器絕緣紙易裂化的問題，他們發(fā)明了延緩纖維素絕緣紙老化的新型混合抗老化絕緣油，提高了變壓器紙絕緣的運(yùn)行壽命。而且這種新型混合抗老化絕緣油可以直接加入傳統(tǒng)變壓器中，無(wú)需改變變壓器的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，降低了變壓器的設(shè)計(jì)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

針對(duì)植物絕緣油變壓器一旦發(fā)生故障，沒有現(xiàn)場(chǎng)處理植物絕緣油品的成套設(shè)備問題，他們發(fā)明了油中溶解氣體分析及現(xiàn)場(chǎng)一體化吸濾技術(shù)，解決了傳統(tǒng)的油中溶解氣體分析方法誤判率高、缺乏植物絕緣油現(xiàn)場(chǎng)處理手段的問題，提高了植物油變壓器的運(yùn)行可靠性。

繼續(xù)攻關(guān)擴(kuò)大植物絕緣油使用范圍

通過以上的技術(shù)發(fā)明，重慶大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了10kV、35kV綠色高效植物油配電變壓器新產(chǎn)品。到2017年，憑借全壽命周期成本低、安全性能高的突出優(yōu)勢(shì)，高壓團(tuán)隊(duì)與河南、江蘇、廣東等地企業(yè)合作生產(chǎn)的植物絕緣油變壓器已經(jīng)在全國(guó)銷售近千臺(tái)。同年年底，高壓團(tuán)隊(duì)與南方電網(wǎng)合作研發(fā)的我國(guó)首臺(tái)110kV大型植物絕緣油電力變壓器在廣州投運(yùn)。

李劍透露，高壓團(tuán)隊(duì)已牽頭制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，正牽頭起草國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)。目前，團(tuán)隊(duì)正在對(duì)220千伏、500千伏的變壓器所使用的植物絕緣油進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，還將繼續(xù)對(duì)植物絕緣油的凝點(diǎn)、粘度等進(jìn)行優(yōu)化，使它的應(yīng)用范圍更加廣泛。